Pesquisadores descobriram que dois planetas do tamanho da Terra que orbitam a anã vermelha próxima TRAPPIST-1 apresentam contrastes tão extremos entre dia e noite que ambos provavelmente são mundos de rocha nua.
O resultado reduz de forma significativa os locais onde os astrônomos ainda podem esperar encontrar atmosferas duradouras em torno das estrelas mais comuns da galáxia.
Calor sem ar
Nos dois planetas mais internos de TRAPPIST-1, um hemisfério permanece sob luz constante, enquanto o outro fica em escuridão permanente, produzindo climas fortemente separados no mesmo mundo.
Ao acompanhar o calor dos planetas por quase 60 horas seguidas, uma equipe da Universidade de Genebra (UNIGE) produziu os primeiros mapas climáticos desses mundos rochosos do tamanho da Terra.
Os cientistas observaram que o calor se concentra quase totalmente no lado voltado para a estrela. Isso deixa os hemisférios noturnos com praticamente nenhum calor detectável, criando uma diferença superior a 900 graus Fahrenheit entre os dois lados.
Um padrão tão desigual deixa pouco espaço para qualquer coisa além de uma atmosfera muito tênue e levanta a questão mais difícil: por que esses mundos perderam tanto de suas atmosferas desde o início.
Pistas na escuridão
O lado noturno forneceu a pista mais importante, porque um planeta com atmosfera deveria liberar para a escuridão parte do calor armazenado.
Essas curvas de fase térmica - variações no sinal de calor do planeta ao longo de sua órbita - mostram se os ventos conseguem redistribuir energia.
Neste caso, os hemisférios escuros permaneceram tão fracos que quase não houve transporte de calor, exatamente o que se espera de uma superfície sem atmosfera quando a luz do dia desaparece.
Esse sinal simples permitiu aos astrônomos testar diretamente as hipóteses sobre atmosferas, em vez de depender de um único retrato do hemisfério iluminado.
Os planetas são travados por maré
O problema começa com a própria estrela, já que anãs vermelhas próximas podem bombardear seus planetas mais próximos com radiação nociva por longos períodos.
Por orbitarem tão perto, esses mundos também ficam travados por maré, mantendo sempre a mesma face voltada para a estrela, enquanto a outra permanece no escuro.
Sem atmosfera, o lado diurno continua absorvendo energia, enquanto o lado noturno a perde rapidamente à medida que o calor infravermelho escapa para o espaço.
Assim, mundos que parecem amenos no papel ainda podem ser extremamente hostis na superfície, especialmente perto da borda interna do sistema.
Um sistema que vale acompanhar
O sistema TRAPPIST-1, com sete planetas, fascina os astrônomos desde 2017 porque vários desses mundos orbitam em uma região onde a água líquida poderia, em princípio, existir.
Como todos os planetas giram em torno da mesma estrela fria, os pesquisadores podem compará-los quase lado a lado e observar como a distância altera o resultado.
“A sistema TRAPPIST-1 é incrível! Sete planetas, alguns com massas parecidas com a da Terra, orbitam a mesma estrela”, disse Emeline Bolmont, professora associada do Departamento de Astronomia da UNIGE e diretora do Centre for Life in the Universe.
Ao concentrar primeiro a análise nos dois mundos mais próximos, TRAPPIST-1b (Planeta b) e TRAPPIST-1c (Planeta c), a equipe escolheu os lugares onde a exposição à estrela deveria ser mais intensa.
O que o planeta b mostra
O planeta b ofereceu a resposta mais clara, com um lado diurno acima de 390 graus Fahrenheit, um lado noturno quase sem brilho e nenhum deslocamento evidente do ponto mais quente.
Observações anteriores de eclipse já haviam sugerido que o planeta b reradia a luz da estrela quase inteiramente a partir do lado diurno.
Modelos em que o calor se espalhava com eficiência não corresponderam à nova curva, enquanto explicações com uma superfície sem atmosfera combinaram tanto com o tempo quanto com o brilho observados.
Esse conjunto de evidências torna uma atmosfera substancial no planeta b altamente improvável, mesmo antes de qualquer debate sobre a composição de sua superfície.
Por que o planeta c ainda resiste
O planeta c também apareceu com uma divisão acentuada, com lado diurno em torno de 210 graus Fahrenheit, mas com um sinal fraco demais para encerrar a questão.
Uma medição de 2023 já havia descartado uma atmosfera espessa de dióxido de carbono no planeta c.
Uma possibilidade ainda em aberto é uma atmosfera muito fina, rica em oxigênio, capaz de transportar apenas uma quantidade modesta de calor antes de o planeta esfriar novamente.
Até que dados mais precisos cheguem, tanto uma superfície nua mais refletiva quanto uma atmosfera tênue continuam sendo explicações possíveis.
O papel da rocha exposta
Os modelos de superfície acrescentaram outra camada ao problema, porque o brilho de um mundo sem atmosfera depende fortemente do que a rocha exposta reflete e emite.
Outra linha de modelagem apontou para rocha ultramáfica - rocha escura rica em ferro e magnésio - como a superfície mais provável do planeta b.
Danos moderados causados pela radiação também podem escurecer outros materiais e tornar essa conclusão bem menos segura.
Por causa dessa incerteza, o resultado diz mais sobre a ausência de atmosfera do que sobre o tipo exato de rocha presente.
Alvos na busca por vida alienígena
As questões sobre vida agora se concentram nos mundos externos, e não nos dois planetas que orbitam mais perto da estrela.
Mercúrio serve como um lembrete útil aqui, porque um mundo rochoso pode perder sua atmosfera enquanto vizinhos próximos conseguem preservá-la.
Ainda assim, o par mais interno mostra o que radiação intensa e órbitas apertadas podem causar durante a história inicial de um sistema planetário.
Isso importa para todos os levantamentos de anãs vermelhas, já que essas estrelas são abundantes e seus planetas estão entre os principais alvos na busca por vida.
Webb continua observando
O telescópio espacial James Webb já está voltando sua atenção para o planeta e, um mundo mais distante localizado dentro da zona habitável do sistema.
Observações futuras devem testar se apenas a distância já ajuda um planeta a reter gases, água e temperaturas mais moderadas.
Enquanto isso, esses planetas internos se tornaram um caso de referência para interpretar outros mundos rochosos ao redor de estrelas fracas e ativas.
Cada nova medição vai tornar mais nítida a linha que separa planetas que apenas lembram a Terra em tamanho daqueles capazes de manter condições semelhantes às terrestres.
O que muda agora
O novo quadro é direto: nos dois mundos mais próximos, o dia permanente e a noite permanente não são suavizados por uma atmosfera espessa.
Isso não encerra a busca nesse sistema, mas mostra aos astrônomos onde a esperança desaparece mais rapidamente e onde ela ainda permanece.
Crédito da imagem: Agência Espacial Europeia
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